一種采用電沉積法控制四氟釓鈉薄膜晶體相的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種采用電沉積法控制四氟釓鈉薄膜晶體相的方法。該方法在導(dǎo)電玻璃襯底的一個(gè)側(cè)面沉積有四氟釔鈉薄膜。沉積液為可溶性釓鹽、乙二胺四乙酸二鈉、氟化銨、抗壞血酸鈉的混合溶液，沉積電壓范圍在1.0V~1.5V(vsAg/AgCl/KCl參比電極)之間，沉積時(shí)間控制在20分鐘~2小時(shí)。通過在沉積液中添加聚乙烯吡咯烷酮可控制四氟釓鈉的相，包括和立方和六方復(fù)合相四氟釓鈉薄膜，和六方相四氟釓鈉薄膜，實(shí)現(xiàn)了在低溫下的四氟釓鈉相轉(zhuǎn)變。本發(fā)明工藝方法簡單、原料易得、成本低，能耗低，無毒，成膜速度快，材料生產(chǎn)溫度低，四氟釔鈉的相可控。
【專利說明】一種采用電沉積法控制四氟釓鈉薄膜晶體相的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種采用電沉積法控制四氟釓鈉薄膜晶體相的方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 四氟釓鈉具有聲子能量低，多聲子馳豫率小，是迄今發(fā)現(xiàn)的上轉(zhuǎn)換效率最高的基 質(zhì)材料之一。它在熒光粉、光學(xué)玻璃、氧傳感器、陶瓷和高溫超導(dǎo)材料等方面具有廣泛的應(yīng) 用?？梢杂糜谥圃煳⒉ㄓ么判圆牧虾蛙姽び弥匾牧?，也用作光學(xué)玻璃、陶瓷材料添加劑、 大屏幕電視用高亮度熒光粉和其他顯像管涂料。還用于制造薄膜電容器，、激光、儲存元件 等的磁泡材料。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，四氟釓鈉在電子、材料、航空、和高技術(shù)陶瓷等領(lǐng)域的 應(yīng)用會愈加廣泛。
[0003] 到目前為止，已經(jīng)發(fā)展了許多NaGdF4材料的制備方法，如水熱法、溶膠一凝膠法、 共沉淀法、油浴法等。然而，這些方法要求高溫，高真空，復(fù)雜的設(shè)備和嚴(yán)格的實(shí)驗(yàn)程序，極 大地阻礙了它們的普遍應(yīng)用，尤其六方相的四氟釓鈉，現(xiàn)在均在較高溫度下制備，還未有 在常溫下制備出六方相四氟釓鈉的相關(guān)報(bào)道，此發(fā)明中，采用電化學(xué)沉積法首次制備了的 NaGdF4薄膜，并在常溫下實(shí)現(xiàn)了四氟釓鈉薄膜的相從立方相向六方相轉(zhuǎn)變。該方法設(shè)備簡 單、操作方便、低溫常壓下即可進(jìn)行。除了進(jìn)行科學(xué)探索外，有望實(shí)現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種采用電沉積法控制四氟釓鈉薄膜 晶體相的方法，在導(dǎo)電玻璃襯底的一個(gè)側(cè)面沉積有四氟釔鈉薄膜，通過添加聚乙烯吡咯烷 酮量來控制四氟釓鈉的相。
[0005] -種采用電沉積法控制四氟釓鈉薄膜晶體相的方法，該方法的步驟如下： (1) 將可溶性硝酸釓溶于水配成0. 01~lm〇l/L的硝酸釓溶液，取l~15mL硝酸釓溶液， 加入1?35mL溶度為0.001?0. 35mol/L的乙二胺四乙酸二鈉水溶液，加入1?65mL濃度為 0. Of lmol/L的氟化銨水溶液，加入f 30ml濃度為0. 02?lmol/L的抗壞血酸鈉溶液，得到混 合溶液；用氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)混合溶液pH值至6~9,然后加入(Γ5克聚乙烯吡咯烷酮，配成 電沉積溶液，待用； (2) 利用三電極電化學(xué)池在導(dǎo)電玻璃上進(jìn)行薄膜沉積，其中ΙΤ0為工作電極，鉬片 為對電極，Ag/AgCl/KCl電極為參比電極；將三電極插入步驟1配好的電沉積液溶中，在 35-85° C恒溫沉積20分鐘?2小時(shí)，沉積電壓為1.0 V?1.5 V (vs Ag/AgCl/KCl參比電 極）； (3) 將沉積后的薄膜先用去離子水清洗，然后在乙酸中浸泡10分鐘后干燥；制備出立 方相四氟釓鈉薄膜、立方和六方復(fù)合相四氟釓鈉薄膜或六方相四氟釓鈉薄膜，實(shí)現(xiàn)了在低 溫下的四氟釓鈉相轉(zhuǎn)變。
[0006] 所述步驟1中加入的聚乙烯吡咯烷酮為0克，即不加入聚乙烯吡咯烷酮，步驟3中 得到立方相四氟釓鈉薄膜。
[0007] 所述步驟1中加入的聚乙烯吡咯烷酮為1. 5克，步驟3中得到立方和六方復(fù)合相 四氟釓鈉薄膜。
[0008] 所述步驟1中加入的聚乙烯吡咯烷酮為5克，步驟3中得到六方相四氟釓鈉薄膜。
[0009] 進(jìn)一步地，所述的可溶性釓鹽為硝酸釓。
[0010] 本發(fā)明具有的有益效果是：本發(fā)明通過簡單的電化學(xué)沉積方法實(shí)現(xiàn)了在低溫下的 四氟釓鈉薄膜相轉(zhuǎn)變，本發(fā)明工藝方法簡單、原料易得、成本低，能耗低，無毒，成膜速度快， 材料生產(chǎn)溫度低，四氟釔鈉的相可控。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011] 圖1是導(dǎo)電玻璃襯底上四氟釓鈉薄膜結(jié)構(gòu)示意圖：1.四氟釔鈉薄膜，2.導(dǎo)電玻 璃襯底； 圖2是實(shí)施例所得產(chǎn)物的XRD譜圖，其中a是實(shí)施例1所得產(chǎn)物的XRD譜圖，b是實(shí)施 例2所得產(chǎn)物的XRD譜圖，c是實(shí)施例3所得產(chǎn)物的XRD譜圖； 圖3為實(shí)例1所得產(chǎn)物的電鏡照片圖； 圖4為實(shí)例2所得產(chǎn)物的電鏡照片圖； 圖5為實(shí)例3所得產(chǎn)物的電鏡照片圖。

【具體實(shí)施方式】
[0012] 如圖1所示，本發(fā)明在導(dǎo)電玻璃襯底2的一個(gè)側(cè)面沉積有一層四氟釓鈉薄膜1。所 述的該發(fā)光薄膜的化學(xué)式為NaGdF 4，該薄膜材料為上轉(zhuǎn)換基質(zhì)材料。
[0013] 實(shí)施例1 : (1)取0· 2mol/L硝酸釓溶液溶液3mL，加入0· 2mol/L的乙二胺四乙酸二鈉溶液4mL，力口 入lmol/L的氟化銨溶液1. 2mL，加入0· 02mol/L的抗壞血酸鈉溶液30mL，用lmol/L的氫氧 化鈉調(diào)節(jié)溶液pH值為6,配成電沉積溶液，待用。
[0014] (2)利用三電極電化學(xué)池在導(dǎo)電玻璃上進(jìn)行薄膜沉積，其中ΙΤ0為工作電極，鉬 片為對電極，Ag/AgCl/KCl電極為參比電極。將三電極插入配好的電沉積液溶中，60° C下 沉積1小時(shí)，沉積電壓為1. 5 V (vs Ag/AgCl/KCl參比電極）。
[0015] (4)將沉積好的薄膜，用去離子水清洗多次，然后，用乙酸侵泡10分鐘，并干燥，得 到立方相四氟釓鈉，圖2a為其所制備的四氟釓鈉薄膜的XRD圖，為立方相四氟釓鈉。圖3 為所制備薄膜的表面圖，為球形。
[0016] 實(shí)施例2: 1)取lmol/L硝酸釓溶液溶液lmL，加入0· Olmol/L的乙二胺四乙酸二鈉溶液35mL，力口 入lmol/L的氟化銨溶液5mL，加入lmol/L的抗壞血酸鈉溶液5mL，用lmol/L的氫氧化鈉調(diào) 節(jié)溶液pH值為7,加入約1. 5克聚乙烯吡咯烷酮配成電沉積溶液，待用。
[0017] 2)利用三電極電化學(xué)池在導(dǎo)電玻璃上進(jìn)行薄膜沉積，其中ΙΤ0為工作電極，鉬片 為對電極，Ag/AgCl/KCl電極為參比電極。將三電極插入配好的電沉積液溶中，35° C下沉 積2小時(shí)，沉積電壓為1. 0 V (vs Ag/AgCl/KCl參比電極）。
[0018] 5)將沉積好的薄膜，用去離子水清洗多次，然后，用乙酸侵泡10分鐘，并干燥，得 到立方相和六方混合相四氟釓鈉。圖2b為其所制備的四氟釓鈉薄膜的XRD圖，為立方相和 六方混合相四氟釓鈉。圖4為所制備薄膜的表面圖，為橢球形。
[0019] 實(shí)施例3: 1)取0· Olmol/L硝酸釓溶液溶液15ml，加入0· 35mol/L的乙二胺四乙酸二鈉溶液lml， 加入0· OlMol/L的氟化銨溶液65ml，加入lmol/L的抗壞血酸鈉溶液lml，用lmol/L的氫氧 化鈉調(diào)節(jié)溶液pH值為9,加入聚乙烯吡咯烷酮5克，配成電沉積溶液，待用。
[0020] 2)利用三電極電化學(xué)池在導(dǎo)電玻璃上進(jìn)行薄膜沉積，其中ΙΤ0為工作電極，鉬片 為對電極，Ag/AgCl/KCl電極為參比電極。將三電極插入配好的電沉積液溶中，85° C下沉 積20分鐘，沉積電壓為1. 0 V (vs Ag/AgCl/KCl參比電極）。
[0021] 5)將沉積好的薄膜，用去離子水清洗多次，然后，用乙酸侵泡10分鐘，并干燥，得 到六方混合相四氟釓鈉。圖2c為其所制備的四氟釓鈉薄膜的XRD圖，為六方混合相四氟釓 鈉。圖5為所制備薄膜的表面圖。
【權(quán)利要求】
1. 一種采用電沉積法控制四氟釓鈉薄膜晶體相的方法，其特征在于：該方法的步驟如 下： (1) 將可溶性硝酸釓溶于水配成0. Ol~lm〇l/L的硝酸釓溶液，取l~15mL硝酸釓溶液， 加入1?35mL溶度為0. 001?0. 35mol/L的乙二胺四乙酸二鈉水溶液，加入1?65mL濃度為 0. Of lmol/L的氟化銨水溶液，加入f 30ml濃度為0. 02?lmol/L的抗壞血酸鈉溶液，得到混 合溶液；用氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)混合溶液pH值至6~9,然后加入(Γ5克聚乙烯吡咯烷酮，配成 電沉積溶液，待用； (2) 利用三電極電化學(xué)池在導(dǎo)電玻璃上進(jìn)行薄膜沉積，其中IT0為工作電極，鉬片 為對電極，Ag/AgCl/KCl電極為參比電極；將三電極插入步驟1配好的電沉積液溶中，在 35-85° C恒溫沉積20分鐘?2小時(shí)，沉積電壓為1.0 V?L5 V (vs Ag/AgCl/KCl參比電 極）； (3) 將沉積后的薄膜先用去離子水清洗，然后在乙酸中浸泡10分鐘后干燥；制備出立 方相四氟釓鈉薄膜、立方和六方復(fù)合相四氟釓鈉薄膜或六方相四氟釓鈉薄膜，實(shí)現(xiàn)了在低 溫下的四氟釓鈉相轉(zhuǎn)變。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用電沉積法控制四氟釓鈉薄膜晶體相的方法，其特征在 于：所述步驟1中加入的聚乙烯吡咯烷酮為〇克，即不加入聚乙烯吡咯烷酮，步驟3中得到 立方相四氟釓鈉薄膜。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用電沉積法控制四氟釓鈉薄膜晶體相的方法，其特征在 于：所述步驟1中加入的聚乙烯吡咯烷酮為1. 5克，步驟3中得到立方和六方復(fù)合相四氟釓 鈉薄膜。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用電沉積法控制四氟釓鈉薄膜晶體相的方法，其特征在 于：所述步驟1中加入的聚乙烯吡咯烷酮為5克，步驟3中得到六方相四氟釓鈉薄膜。
【文檔編號】C30B29/12GK104152963SQ201410391672
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年8月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月12日
【發(fā)明者】賈紅, 邱建榮, 劉小峰 申請人:浙江大學(xué)